(57)【要約】【課題】バスバーを用いる接続において、簡単な構成で、締結の際のバスバーの変形を抑制し、締結のためのナットを省略することである。【解決手段】一方の装置として車両用のモータ１０、他方の装置としてインバータ回路２０がそれぞれ示され、モータ１０のステータ１２における動力線端子１４と、インバータ回路２０の端子台２２との間が、バスバー接続部３０によって接続される。バスバー接続部３０は、動力線端子１４と、Ｌ字型バスバー４０の一方端との間を締結ボルト３２で固定接続し、端子台２２と、Ｌ字型バスバー４０の他方端との間も締結ボルト３４で固定接続される。ここでは端子台２２にメネジが刻まれており、また、Ｌ字型バスバー４０の一方端にもメネジが刻まれている。Ｌ字型バスバー４０の厚さは、締結により生じるせんだん力が材料の許容せんだん力以下となるように十分厚く設定される。【選択図】図１
2007124751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーを用いて一方の装置側と他方の装置側との間を電気的に接続するバスバー接続部であって、
一方の装置側に一方端が接続され、他方端に締結ボルトのネジ部を通す穴を有する一方側端子と、
他方の装置側に他方端が接続され、一方端に締結ボルトのネジ部にかみ合うメネジが刻まれているバスバーと、
一方側端子の他方端におけるネジ部を通す穴にネジ部を通し、バスバーのメネジとの位置を合わせて、ネジ部とメネジとをかみ合わせて、一方側端子とバスバーとを締め付ける締結ボルトと、
を備え、
バスバーのメネジが刻まれる一方端の厚さは、締結ボルトの締め付けトルクで定まるせんだん応力がバスバーの材料の許容せんだん応力以下となる厚さであることを特徴とするバスバー接続部。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバー接続部において、
バスバーは、アルミニウム材で構成され、その一方端の厚さは、締結ボルトに通常用いられる締め付けナットの軸方向厚さの１．５倍以上の厚さであることを特徴とするバスバー接続部。
【請求項３】
請求項１に記載のバスバー接続部において、
バスバーは、一方端と他方端との間でＬ字形となる形状を有することを特徴とするバスバー接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバー接続部に係り、特に、バスバーを用いて一方の装置側と他方の装置側との間を電気的に接続するバスバー接続部に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両のモータとインバータ回路との間の電力供給のために接続する等のように、一方の装置側と他方の装置側を電気的に接続するために、バスバーを用いた接続部が用いられる。バスバーは、銅板材等の金属板で構成され、その両端がそれぞれ一方の装置側及び他方の装置側にボルトとナットの組み合わせのような締結手段でもってしっかりと固定接続されるものである。バスバーの一例は、板厚が例えば１ｍｍないし２ｍｍ程度で、一方の装置側と他方の装置側との間の接続に便利なようにＬ字形状等の曲げ形状を有する。
【０００３】
一方及び他方の装置側の取付部との間の位置関係に対して、バスバーの両端の取付部の間の寸法が必ずしも正確に一致していないこと等のために、一方の装置側と他方の装置側にそれぞれ締結手段でバスバーが取り付けられる際に、バスバーが無理に取り付けられることや、バスバーの変形を生じることがある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、端子台を用いて、略Ｌ字型のバスバーの一端側にモータステータ電線端子を、他端側にインバータケーブル接続端子を、それぞれボルトと端子台側のナットとで締め付けるために、バスバーを端子台に対し上下方向に自由に移動可能な寸法とし、端子台側のナットを端子台に対し締め付け回転方向には回転せず、上下方向に移動可能とすることが述べられている。このことにより、バスバーと接続端子とをボルトで締め付けるとき、ナットがバスバーとともに自由に引き上げられ、端子台の寸法にばらつきがあっても締め付けにより接続端子等に無理な力がかからないようにしている。
【０００５】
特許文献２には、供給側の複数のバスバーと、受け取り側の複数のバスバーとをそれぞれ対応させて連結するために、供給側の複数のバスバーからなるバスバー群の先端に一体部を設け、同様に受け取り側のバスバー群の先端にも一体部を設け、一体部を用いてそれぞれのバスバー同士を溶接連結したのち、一体部の不要部を除去する方法が述べられる。これにより、対応するバスバーの溶接時の位置ずれを低減している。
【０００６】
特許文献３には、導電板を回路形状に打ち抜いて形成された帯状の回路部からなるバスバーを絶縁性の樹脂でモールド成形した回路基板が述べられている。そこでは、回路部を湾曲させて、その突出部をモールド成形用の金型に設けられた樹脂の注入口の対向個所に向くようにすることで、樹脂成形のときの圧力でバスバーの回路部が撓むことを防止している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２７１８４号公報
【特許文献２】特開２００３−２１９５４５号公報
【特許文献３】特開２００２−８４６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、バスバーを用いる接続は、バスバーが１ｍｍないし２ｍｍ程度の板材であるために、締結の際に変形を生じやすい。変形を防止して締結を行うには、例えばスリット付きの治具を用意し、バスバーをスリットで固定しつつ締結の際の力を治具全体で受ける等の注意深い作業が必要である。先行技術に述べられる工夫を用いることで接続位置のずれ等によるバスバーの変形、撓みを防止し得るが、構成がかなり複雑となる。
【０００９】
また、単純な構成として、バスバーを一方の装置側と他方の装置側にネジ締めで締結するためには、ボルトとナットの組を要する。ナットを省略するために、セルファスナーとして知られるメネジを有する部品をバスバーに圧入することもできるが、圧入等の作業が増え、また、圧入の具合によっては接続の相手側との接触面積が減少し、電気的接続が不十分となることがある。
【００１０】
本発明の目的は、簡単な構成で、締結の際のバスバーの変形を抑制できるバスバー接続部を提供することである。他の目的は、締結のためのナットを省略できるバスバー接続部を提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも１つに貢献する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るバスバー接続部は、バスバーを用いて一方の装置側と他方の装置側との間を電気的に接続するバスバー接続部であって、一方の装置側に一方端が接続され、他方端に締結ボルトのネジ部を通す穴を有する一方側端子と、他方の装置側に他方端が接続され、一方端に締結ボルトのネジ部にかみ合うメネジが刻まれているバスバーと、一方側端子の他方端におけるネジ部を通す穴にネジ部を通し、バスバーのメネジとの位置を合わせて、ネジ部とメネジとをかみ合わせて、一方側端子とバスバーとを締め付ける締結ボルトと、を備え、バスバーのメネジが刻まれる一方端の厚さは、締結ボルトの締め付けトルクで定まるせんだん応力がバスバーの材料の許容せんだん応力以下となる厚さであることを特徴とする。
【００１２】
また、バスバーは、アルミニウム材で構成され、その一方端の厚さは、締結ボルトに通常用いられる締め付けナットの軸方向厚さの１．５倍以上の厚さであることが好ましい。
【００１３】
また、バスバーは、一方端と他方端との間でＬ字形となる形状を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成により、バスバーには締結ボルトのネジ部にかみ合うメネジが刻まれ、その部分は、締結ボルトの締め付けトルクで定まるせんだん応力がバスバーの材料の許容せんだん応力以下となる厚さを有する。つまり、締結ボルトをバスバーのメネジに直接かみ合わせて締結しても十分な強度を有する。したがって、締結の際のバスバーの変形を抑制できるバスバー接続部を提供することである。他の目的は、締結ボルトを締め付けてもそのためにバスバーが変形し破断することを抑制できる。また、締結のためのナットを省略できる。
【００１５】
また、バスバーは、アルミニウム材で構成され、その一方端の厚さは、締結ボルトに通常用いられる締め付けナットの軸方向厚さの１．５倍以上の厚さとするので、アルミニウムの許容せんだん応力を考慮した十分な厚さとすることができる。
【００１６】
また、バスバーは、一方端と他方端との間でＬ字形となる形状を有するので、一方の装置側と他方の装置側との接続に便利な形状とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下においてバスバー接続部が適用される一方及び他方の装置として、車両用のモータとインバータ回路とを説明するが、それ以外の装置であってもバスバーを用いて電気的接続を行う装置であればよい。また、バスバーは、一方の装置側の一方側端子と、他方の装置側の端子板との間に設けられるものとして説明するが、一方の装置側と他方の装置側との間の接続のためにバスバーが用いられるのであれば、それ以外の接続形態、例えば、２つの装置の接続部の間の接続、２つの端子間の接続、あるいは２つの接続板間の接続等であってもよい。また、以下で説明する材料、形状、寸法は、一例であって、具体的な接続形態に適合させた形状、寸法を採用することができる。例えば、接続される装置の配置によっては、Ｌ字型以外の形状のバスバーを用いることができ、また締結ボルトの大きさによって、バスバーの厚さを変更できる。また、導電性が十分な材料であれば、アルミニウム以外の材料、例えば銅、その他の合金を用いることができる。
【００１８】
図１は、バスバーを用いて２つの装置との間を電気的に接続するバスバー接続部の様子を示す図である。ここでは、一方の装置として車両用のモータ１０、他方の装置としてインバータ回路２０がそれぞれ示され、モータ１０のステータ１２における動力線端子１４と、インバータ回路２０の端子台２２との間が、バスバー接続部３０によって接続されている。
【００１９】
バスバー接続部３０は、動力線端子１４と、Ｌ字型バスバー４０の一方端との間を締結ボルト３２で固定接続し、端子台２２と、Ｌ字型バスバー４０の他方端との間も締結ボルト３４で固定接続される。ここでは端子台２２にメネジが刻まれており、また、Ｌ字型バスバー４０の一方端にもメネジが刻まれているので、ナットを用いることなく締結ボルト３２、３４で締結を行うことができる。
【００２０】
図２は、Ｌ字型バスバー４０の詳細図である。Ｌ字型バスバー４０は、厚さＡ＝Ｂのアルミニウム材をＬ字型に曲げ、一方端には締結ボルト３２のネジ部とかみ合うメネジ４２を刻み、他方端には締結ボルト３４の軸部を通す貫通穴４６を設けた構造を有している。ここで、Ｌ字型バスバー４０の一方端のメネジ４２の部分で、動力線端子１４が向かい合う面の部分は、平坦化した面ダシ部４４となっている。
【００２１】
Ｌ字型バスバー４０の寸法は、締結ボルト３２，３４の大きさに適合させて設定できる。一例を挙げると、締結ボルトのネジ部を６ｍｍのメートルネジとして、メネジ４２は６ｍｍのメートルネジで、貫通穴４６は直径が約６．５ｍｍ、Ｌ字型バスバー４０の厚さＡ＝Ｂ＝９ｍｍである。幅は約１３ｍｍとすることができる。面ダシ部４４の直径は、Ｌ字型バスバー４０の幅と同じ約１３ｍｍとすることができる。Ｌ字型の寸法は、メネジ４２が設けられる一端側の長さを約２０ｍｍ、貫通穴４６が設けられる他方端の長さを約３２ｍｍとすることができる。
【００２２】
Ｌ字型バスバー４０においてメネジ４２が刻まれる一方端の厚さＡは、締結ボルト３２による締結トルクに耐えるものとして設定される。すなわち、締結ボルト３２の頭部とＬ字型バスバー４０の一方端との間に動力線端子を挟みこみ、締結ボルト３２のネジ部とＬ字型バスバー４０のメネジ４２とをかみ合わせて締結するときに、Ｌ字型バスバー４０のメネジ４２に生じるせんだん応力が、Ｌ字型バスバー４０の材料の許容せんだん応力以下となるように定められる。
【００２３】
Ｌ字型バスバー４０の材料をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、締結ボルト３２のネジ部を６ｍｍのメートルネジとして、締結トルクを約１２Ｎ・ｍとすると、厚さＡは約９ｍｍあれば十分である。ネジ部が６ｍｍのメートルネジの締結ボルト３２に組み合わされるナットの軸方向の厚さは、通常約６ｍｍであり、この通常のナットのネジ部の長さに比べて、Ｌ字型バスバー４０のメネジ４２の軸方向長さは、９ｍｍ／６ｍｍ＝１．５倍長い。この厚さは、従来における銅板材等のバスバーの厚さが１ｍｍないし２ｍｍであることに比べはるかに厚く、これによって、締結トルクを十分支えることができるメネジをＬ字型バスバーに刻むことができる。
【００２４】
Ｌ字型バスバー４０において、貫通穴４６が設けられる他方端の厚さＢは、締結ボルト３２による締結トルクに耐えるものとして設定される。すなわち、締結ボルト３２の頭部とＬ字型バスバー４０との間に動力線端子１４を挟みこみ、締結ボルト３２のネジ部とＬ字型バスバー４０のメネジ４２とをかみ合わせて締結するときに、Ｌ字型バスバー４０がＬ字に曲がる根元Ｃの部分に生じるせんだん応力が、Ｌ字型バスバー４０の材料の許容せんだん応力以下となるように定められる。この場合も、厚さＡと同様に、Ｌ字型バスバー４０の材料をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、締結ボルト３４のネジ部を６ｍｍのメートルネジとして、締結トルクを約１２Ｎ・ｍとすると、厚さＢは約９ｍｍあれば十分である。
【００２５】
また、Ｌ字型バスバー４０の一方端に設けられる面ダシ部４４の広さは、Ｌ字型バスバー４０に向かいあう動力線端子１４の接続部の面積に合わせて十分広く取ることができる。動力線端子１４の接続部は、図示されていないが、締結ボルト３２のネジ部を通す穴を有するラグ端子状の形状として構成される。面ダシ部４４の広さは、このラグ端子の外径より大きな直径を有するものとして設定されることができる。
【００２６】
かかる構造のバスバー接続部３０の作用を説明する。車両においてモータ１０とインバータ回路２０が所定の配置に取り付けられると、モータ１０のステータ１２の複数の動力線端子１４のそれぞれと、インバータ回路２０の端子台２２において対応するそれぞれの接続部との間は、Ｌ字型バスバー４０によって接続される。上記のようにＬ字型バスバー４０は、締結ボルト３２のネジ部とかみ合うメネジ４２が設けられる一方端と、締結ボルト３４のネジ部を通す貫通穴４６が設けられる他方端を有する。
【００２７】
Ｌ字型バスバー４０の他方端の貫通穴４６は、端子台２２の対応する接続部に設けられるメネジの位置に合わせられ、締結ボルト３４のネジ部がその貫通穴４６に通され、締結ボルト３４の頭部と端子台２２との間にＬ字型バスバー４０の他方端が挟みこまれる。そして、約１２Ｎ・ｍの締結トルクで締結ボルト３４が締結される。Ｌ字型バスバー４０の他方端の厚さＢは約９ｍｍあるので、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されるＬ字型バスバー４０のＬ字に曲がる根元Ｃの部分に生じるせんだん応力は、許容せんだん応力以下となるので、Ｌ字型バスバー４０は変形することなく、動力線端子１４と十分に締結される。
【００２８】
また、ステータ１２に一方端が接続される動力線端子１４の他方端が延ばされて、Ｌ字型バスバー４０の一方端のメネジ４２の位置に合わされる。より具体的には、動力線端子１４の他方端のラグ端子状の部分がＬ字型バスバー４０の一方端の面ダシ部４４に合わされ、さらにラグ端子状の貫通穴の位置がＬ字型バスバー４０の一方端のメネジ４２に合わせられる。貫通穴の大きさをある程度大きく取ることで、これらの位置合わせの許容範囲を大きく取ることができる。これにより、端子台２２とステータ１２との間の配置ずれをある程度吸収できる。面ダシ部４４の広さは、位置あわせによりラグ端子状の位置がずれる範囲を含むように、広めにすることが好ましい。動力線端子１４の貫通穴とＬ字型バスバー４０のメネジ４２の位置が合わせられると、締結ボルト３２の頭部とＬ字型バスバー４０との間に動力線端子１４の他方端が挟みこまれる。そして、約１２Ｎ・ｍの締結トルクで締結ボルト３２が締結される。Ｌ字型バスバー４０の一方端の厚さＡは約９ｍｍあるので、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されるＬ字型バスバー４０のメネジ４２に生じるせんだん応力は、許容せんだん応力以下となるので、Ｌ字型バスバー４０は変形することなく、動力線端子１４と十分に締結される。
【００２９】
このように、面ダシ部４４によって十分な接触面積を確保しつつ、締結トルクにより生じるせんだん力が材料の許容せんだん応力以下となる厚さのＬ字型バスバー４０を用いることで、ナットを省略して、締結による変形を防止するバスバー接続部３０とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるバスバー接続部の様子を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるＬ字型バスバーの詳細図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  モータ、１２  ステータ、１４  動力線端子、２０  インバータ回路、２２  端子台、３０  バスバー接続部、３２，３４  締結ボルト、４０  バスバー、４２  メネジ、４４  面ダシ部、４６  貫通穴。
【図１】
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【図２】
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